با توجه به کشف و شناسایی معادن زیادی در چند دهه گذشته در سطح جهان، کشف ذخایر جدید بهخصوص در مناطقی که تحت پوشش فعالیتهای اکتشافی در گذشته بودهاند دشوار و دشوارتر میشود و هر چه زمان میگذرد با کشف شدن معادنی که شواهد و نشانههای بیشتری را بروز دادهاند کاوشگر معدنی به ناچار بهسوی کشف معادنی باید باشد که از دید تیزبین گذشتگان مخفی ماندهاند و معمولا آثار عمدهای در سطح زمین از خود بهجا نگذاشتهاند.
از دیگر سو، علم اکتشاف مواد معدنی نیز بهصورت یک علم پویا در حال تکوین و تکامل است و با بهکارگیری فناوریهای نو بهسوی یافتن روشهای نوین و یا پویاتر کردن روشهای اکتشافی شناخته شده گام برمیدارد. لذا آشنایی با روشهای نوین اکتشاف از جمله ضروریات است در چنین شرایطی عدم بهکارگیری نیروهای کارآمد و مدیریت با تجربه و آشنا با تکنولوژیهای روز در حیطه اکتشاف مواد معدنی سبب هدر رفتن سرمایههای ملی، از دست دادن زمان جهت دستیابی به معادن جدید و در نتیجه سد کردن توسعه اقتصادی در دید کلان آن میشود.
در اين نوشته گذري كوتاه به آخرين تكنيكهاي اكتشافي كه در چند سال اخير در سطح جهان مطرح گشتهاند خواهيم داشت. بديهي است شرح كامل هر يك از تكنيكهاي معرفي شده در چارچوب اين نوشته نميگنجد و هدف نگارنده بيشتر مطرح كردن آنها بوده تا در پروژههاي اكتشافي مورد استفاده قرار گيرند. در نوشته حاضر به تكنيكهاي جديد در هر مرحله از مطالعات اكتشافي كه شامل مطالعات ماهوارهاي، زمينشناسي، ژئوشيمي، ژئوفيزيك و حفاريهاي اكتشافي هستند اشاره ميشود.
مطالعات ماهوارهاي
دادههاي حاصل از ماهوارهها در تشخيص برخي كانيها، زونهاي آلتراسيون، ساختمانهاي زمينشناسي و تكتونيكي، استفاده در توپوگرافي، تشخيص تقريبي نوع سنگ كاربرد دارند. ماهوارههاي Landsat, Aster, JERS-1 از آن جملهاند كه مجهز به سنسورهاي جذب امواج EM در دامنه طول موجي مرئي تا مادون قرمز (4 تا 15 باند) هستند. در چند سال اخير بهمنظور افزايش قدرت تفكيك امواج و شناسايي دقيقتر انواع كانيها سنسورهاي Hyperspectral كه قادر به تفكيك 220 باند هستند ابداع شدهاند. اين سنسورها براي اولينبار در سال 2000 در ماهواره 1-OE بهكار گرفته شدند و حدود 20 كاني را با استفاده از دادههاي هايپرين ميتوان تشخيص داد و بدين ترتيب ميتوان اطلاعات با ارزشي جهت شناسايي نواحي مستعد معدني با استفاده از اين دادهها كسب كرد، علاوه بر بهكارگيري ماهواره، ثبت دادههاي حاصل از انعكاس امواج EM از طريق اسكنرهاي Hyperion با نصب سنسورهاي مذكور در هواپيما نيز انجام مييابد (Airborne Hyperspectral) در اين روش اسكنر درهر روز حدود 6ـ5 گيگابايت داده را جمعآوري ميكند و در هر روز ميتوان حدود 3500 كيلومتر مربع از سطح زمين را برداشت كرد. بنابراين در مدت كوتاهي منطقه وسيعي را ميتوان زير پوشش قرار داد كه اين امر باعث شناسايي اوليه نواحي مستعد معدني در زمان كوتاه ميشود و انواع زونهاي آلتراسيون و زونهاي اكسيدي آهن (هماتيتي، گوتيتي، ژاروسيتي) با اين روش قابل تفكيك هستند.
با استفاده از سنسورهاي SAR(Polarimetric (Synthetic Aparture Radar كه امواج مايكروويو را فرستاده و انعكاس آنها را از زمين دريافت ميكند (سنسورهاي نوع Active) امكان تشخيص انواع سنگها وجود دارد، امواج مذكوراز ابرها و گياهان هم عبور ميكنند و بنابراين در مناطق با پوشش ابري گسترده و جنگلي كاربرد بيشتري دارند. ضمنا با استفاده از امواج (TIR (Thermal Infrared نيز كه توسط ماهوارههاي Aster و Hyperion نيز ثبت ميشوند با تشخيص ميزان سيليس در سنگها تا حدودي نوع سنگها قابل تفكيك است. بديهي است اين تكنولوژي در تهيه نقشههاي زمينشناسي بهخصوص در مناطق صعبالعبور و كوهستاني كاربرد دارد. ضمنا با استفاده از سنسورهاي SAR مناطق تكتونيكي كه ممكن است جايگاه ذخاير معدني باشند نيز به خوبي شناسايي ميشوند. از امواج TIR علاوه بر تشخيص سنگها، در اندازهگيري گراديان حرارتي زمين نيز استفاده ميشود كه جهت شناسايي مناطق ژئوترمالي و ذخاير سطحي سولفوره (حرارت محيط بر اثر اكسيداسيون سولفورها افزايش مييابد) كاربرد دارند. تكنولوژي مطالعات ماهوارهاي به سرعت در حال پيشرفت است و كارآيي نرمافزارهاي مربوطه در تجزيه و تحليل دادهها نيز در حال افزايش است.
حق امتیاز: موسسه ملی ایمنی و سلامتی کار آمریکا (NIOSH)
نوع: نرم افزار تحلیلگر
نسخه: 2.7
سیستم عامل: ویندوز
کاربران: متصدیان معادن
راهنمای نصب: این فایل، بطور خودکار باز می شود و برنامه نصب را اجرا می کند.
نرم افزاری جهت کمک در اتخاذ تصمیمات مهندسی راجع به انتخاب و نحوه قراردهی سیستم های نگهداری سقف گوناگون می باشد. در این نرم افزار بانک داده کاملی از مشخصات نگهداری ها و پروفیل های بارگذاری بدست آمده در آزمایشات عملکرد ایمنی این نگهداری ها در آزمایشگاه های این موسسه (NIOSH) آورده شده است.
معیار طراحی نگهداری در قالب چگالی بار نگهداری مورد نیاز در میزان همگرایی خاص را می توان از چهار گزینه بدست آورد:
1. یک بانک داده از اطلاعات واکنش محاسبه شده زمین از معادن مختلف یا اطلاعات رفتاری زمین که توسط کاربر وارد شده است.
2. تعیین ملزومات بارگذاری بر اساس یک بلوک سقفی جدا شده یا ارتفاع شکست سنگ.
3. معیاری براساس سیستم نگهداری سقف فعلی
4. و معیاری انتخابی که توسط کاربر تعیین شده است.
این نرم افزار با استفاده از این معیارهای طراحی ملزومات نصب برای یک سیستم نگهداری خاص که چگالی بار نگهداری لازمه و کنترل همگرایی را ایجاد خواهد کرد تعیین می نماید. همچنین امکاناتی برای بهینه سازی وجود دارد که می توان کارآمدترین طرح نگهداری برای یک سیستم مشخص شده توسط کاربر را بدست آورد. مقایسه میان سیستم های نگهداری مختلف به سادگی و با استفاده از تحلیل های گرافیکی بر روی پارامترهای نگهداری مربوطه انجام می گیرد.
این نرم افزار می تواند درکی مهندسی جهت اطمینان از ناکافی نبودن طرح نگهداری و نیز بیش از اندازه نبودن مصالح استفاده شده برای نگهداری به کاربر بدهد. سطح ایمنی نگهداری با انطباق مناسب میان عملکرد نگهداری بر شرایط معدن بهبود می یابد در نتیجه امکان ریزش سقف کاهش می یابد.
صدمات ناشی از جابجایی مصالح در ارتباط با ساخت نگهداری منجر به از بین رفتن حدود 5000 روز کاری در سال در معادن زغالسنگ زیرزمینی می شود. این برنامه به تعیین مزایای انواع نگهداری از لحاظ جابجایی مصالح (اینکه کدام یک مصالح سبک تری استفاده می کنند و می توان آن را با کمک تجهیزات مکانیکی نصب کرد) کمک می کند. استفاده از این تکنولوژی های نگهداری می تواند بطور قابل توجهی صدمات ناشی از جابجایی مصالح را کاهش دهد.
می توان از این نرم افزار علاوه بر عملکردهای فوق و محاسبات مربوط به جابجایی مصالح، برای مقایسه هزینه های نصب نگهداری نیز استفاده کرد.
توجه: این نرم افزار دارای بیش از 300 تصویر (با پسوند BMP و در حدود 28 مگابایت) می باشد که در مرکز اطلاعات و مثال های عملکرد نگهداری نشان داده شده است. این تصاویر تنها به مقاصد اطلاعاتی می باشد و بخش های تحلیلگر و مقایسه ای نرم افزار حتی اگر این فایل ها نیز وجود نداشته باشد به درستی کار می کند. بطور پیش فرض این تصاویر در پوشه ای به نام photos قرار دارند. می توانید این پوشه را در مسیری که برنامه را نصب کرده اید و یا در هر مسیر دیگری کپی کنید. پس از اجرای برنامه، مسیر این پوشه را در برنامه مشخص کنید. پنجره مربوط به این کار از طریق منوی file، information center و یا منوی support selection باز می شود.
ورژن : 3.4 (04-15-2010)
حجم: 88 مگا بایت
حق امتیاز: موسسه ملی ایمنی و سلامتی کار آمریکا (NIOSH)
نوع: نرم افزار تحلیلگر
نسخه: 2.0.10
سیستم عامل: ویندوز
کاربران: متصدیان معادن
راهنمای نصب: این فایل، بطور خودکار باز می شود و برنامه نصب را اجرا می کند.
نرم افزاری جهت تخمین مقاومت نسبی ذاتی سقف معدن زغالسنگ می باشد.
شاخص طبقه بندی سقف معدن، سیستم طبقه بندی سقف بوده که برای اولین بار در سال 1994 به جامعه معدنی دنیا معرفی گردید. این شاخص نیاز طولانی مدت معدنکاران برای توصیف کمی سنگ های ذغالی بصورت یک مفدار که بتوان برای فرایندهای طراحی معدنکاری استفاده کرد را برآورده ساخت. ترکیب، گسترش و ویژگی های سنگ های تشکیل دهنده سقف معادن زغال می توانند بسیار زیاد و یک دفعه تغییر داشته باشد. این امر به گستره ای وسیع از خواص سنگ منجر می شود که می تواند بر امکان شکیل گیری یک سقف پایدار تأثیر گذارد. شاخص CMRR به منظور ارزیابی خواص سنگ سقف معدن زغالسنگ طراحی شده است و آن ها را به یک عدد از 0 تا 100 تبدیل می کند. این خواص شامل چسبندی و توالی ناپیوستگی ها مانند لغزش، برش ها و درزه ها، مقاومت فشاری تک محوری و حساسیت نسبت به رطوبت می شود. با آزمایشات ساده آزمایشگاهی و سر زمین و مشاهدات می توان CMRR را توسط پرسنل فنی و کارگری با یک حداقل آموزش محاسبه کرد.
می توان CMRR را از مغزه ها نیز محاسبه نمود. این شاخص کاربردهای وسیعی پیدا کرده است. این کاربردها شامل: استفاده در نرم افزارهای ALPS و ALTS، طراحی زنجیره ای پایه ها برای راهروهای اصلی جبهه کار طولانی هم در آمریکا و هم استرالیا، برآورد میزان مناسب بودن برش ها، انتخاب روف بولت؛ ارزیابی امکان ریزش سقف، ورودی برای مدل های عددی و نگهداری راهروهای خروجی.
حق امتیاز: موسسه ملی ایمنی و سلامتی کار آمریکا (NIOSH)
نوع: نرم افزار تحلیلگر
نسخه: 5.2.06
سیستم عامل: ویندوز
کاربران: متصدیان معادن
راهنمای نصب: این فایل، بطور خودکار باز می شود و برنامه نصب را اجرا می کند.
نرم افزار ALPS ابزاری برای طراحی ستون (پایه) های معادن جبهه کار طولانی می باشد. روش کار این برنامه شامل سه گام اصلی زیر می شود:
1. تخمین بارگذاری که بر پایه طی فازهای معدنکاریب به روش جبهه کار طولانی وارد می شود.
2. تخمین ظرفیت تاب آوری سیستم ستون های جبهه کار طولانی
3. محاسبه ضریب ایمنی با استفاده از بار وارده و ظرفیت تحمل ستون ها
صحت کار این نرم افزار با آنالیز برگشتی سوابق بیش از 100 معدن واقعی بررسی شده است. این نسخه از این نرم افزار حاوی رابطه مقادمت ستون (پایه) مارک بنیاوسکی می باشد که مقاومت پایه های چهارگوش را دقیق تر بیان می کند و انعطاف پذیری بیشتری در شمای معدن دارد زیرا امکان استفاده از میانبر های زاویه دار در فواصل متفاوت را می دهد.
نرم افزار ورژن Version: 5.2.07 02-25-2009 حجم :7.87 مگابایت
حق امتیاز: موسسه ملی ایمنی و سلامتی کار آمریکا (NIOSH)
نسخه: 2.1.04
سیستم عامل: ویندوز
کاربران: متصدیان معادن
راهنمای نصب: این فایل، بطور خودکار باز می شود و برنامه نصب را اجرا می کند.
امروزه دیگر پذیرفته شده است که تنش افقی تقریباً در همه جای زیرزمین وجود دارد. اغلب این تنش ها شدیدتر از تنش قائم بوده و یکی از دلایل عمده مشکلات نگهداری سقف در معادن زیرزمینی است.
عموماً تنش افقی شدیدتر از سایر تنش ها بوده اما می توان با جهت گیری مناسب فضاها و ورودی ها اثرات آن را به حداقل رساند. برنامه AHSM دارای دو ماژول برای ارتقاء شمای معدن به منظور کنترل تنش افقی می باشد. برای شروع کاربر جهت ورودی ها، میان بر ها و حداکثر تنش افقی را مشخص می کند. می توان ار میانبرهای زاویه دار استفاده کرد و این زوایا می توان برای میانبرهای راست گرد یا چپ گرد باشد. چنانچه اندازه گیری های تنش محل در دسترس نباشد، کاربر می توان از طریق منوی بازشونده جهت گیری های تنش منطقه ای را انتخاب کند. سپس این نرم افزار نشان می دهد که چگونه مضعیت تنش با تغییر در جهت گیری ورودی ها و میانبرها تغییر می کند.
ماژول دوم برای معدنکاری به شیوه جبهه کار طولانی است. چنانچه ورودی ها در این روش به درستی جهت گیری نشده باشند نمرکز تنش های شدید می تواند منجر به مخاطره آمیز شدن مضعیت جبهه کار شود. این برنامه نشان می دهد که آیا جهت گیری جبهه کار بلند و توالی بازیابی پانل ها منجر به قرار گیری جبهه کار در نواحی تمرکز تنش قرار خواهد گرفت یا نه؟ همچنین شدت تمرکز تنش را نیز برآورد می کند.
Type: Analysis Software
Version: 2.2.01 (02-25-2009)
Operating System: Windows® (all versions)
Audience: Mine operators
Installation Notes: The download file is a self-extracting executable which will automatically run a setup program.
حق امتیاز: موسسه ملی ایمنی و سلامتی کار آمریکا (NIOSH)
نوع: نرم افزار تحلیلی
نسخه: 1.3
سیستم عامل: ویندوز
کاربرد: معادن زیرزمینی
نصب: پس از دریافت فایل نصب و بازکردن آن، برای نصب این برنامه فایل setup.exe را اجرا کنید. مسیر پیش فرض برای نصب بصورت زیر می باشد:
C:\Program Files\NIOSH\AQE
این برنامه نقطه آغازین برای تخمین مقدار هوای مورد نیاز جهت رقیق سازی ذرات گازوئیل (DPM) در یک معدن زیرزمینی با فضاهای بزرگ (با درنظر گیری مفروضاتی) می باشد. این برنامه میزان هوای کل مورد نیاز برای ترقیق انتشارات DPM را که به جریان اصلی تهویه معدن باید وارد شود تا مقدار آلودگی به حدود مجاز و قانونی برسد را تخمین می زند. این نرم افزار اپراتور دستگاه ها را در یافتن دستگاه های معیوب و مؤثر در میزان DPM یاری می کند. همچنین در این نرم افزار کاربر می تواند با استفاده از سناریوهای "What if" نقش پارامترهای ورودی و تغییر آن ها را نیز بررسی کند (مثلاً افزودن فیلترها، استفاده از موتورهای تمیزتر و غیره) تا به کارامدترین و عملی تری سیستم تهویه دستیابد. باید اطلاعات مربوط به موتور معلوم باشد و یا با برخی فرضیات تخمین زده شود تا بدین ترتیب میزان تغییرپذیری در خروجی نرم افزار کاهش یابد.
حق امتیاز: موسسه ملی ایمنی و سلامتی کار آمریکا (NIOSH)
نوع: نرم افزار تحلیلگر
نسخه: 1.0
سیستم عامل: ویندوز
کاربران: متصدیان معادن
راهنمای نصب: این فایل، بطور خودکار باز می شود و برنامه نصب را اجرا می کند.
نرم افزاری است که از المان های مرزی برای محاسبه تنش و جابجایی ها در معادن زغالسنگ و یا دیگر لایه و رگه های نازک و لنزی استفاده می کند. می توان از آن برای شناسایی وبهینه سازی اندازه پایه ها و جانمایی آن ها در ارتباط با تنش پایه ها، تنش های چندلایه ای یا آزادشدن انرژی استفاده نمود. این نرم افزار روباره را بصورت توده ای از لایه های همگن و ایزوتروپ با سطوح تمای غیر اصطکاکی و یک مدول الاستیک، نسبت پواسون و ضخامت مجرا برای هر کدام شبیه سازی می کند. این شیوه نیازی به اعییت خواص ماده برای هر یک از لایه ها ندارد اما با این حال به واقعیت نزدیک است به نحوی که در روباره های شبیه سازی شده در نرم افزارهای MULSIM یا BESOL مقدورنبود. این نرم افزار شامل سه برنامه مجزا می شود: LAMPRE، LAMODEl و LAMPLT. باید این سه نرم افزار را برای استفاده از LAMODEL نصب کنید.
LAMPRE: پیش پردازنده ای است که ساخت فایل ورودی برای LAMODEL را آسان می کند.
LAMODEL: برای محاسبه تنش ها و جابجایی ها در لایه بر اساس فایل ورودی تهیه شده توسط کاربر. اجرای مدل ها بسته به سرعت و پیچیدگی مدل از چند دقیقه تا چند روز طول می کشد. خروجی این نرم افزار برای تحلیل های بعدی توسط LAMPLT (برنامه پس پردازنده) ذخیره می شود.
LAMPLT: برنامه پس پردازنده ای است که امکان تهیه نسخه چاپی و تحلیل خروجی نرم افزار LAMODEL را به کاربر می دهد.
حق امتیاز: موسسه ملی ایمنی و سلامتی کار آمریکا (NIOSH)
نوع: نرم افزار تحلیلگر
نسخه: 1.0.79
سیستم عامل: ویندوز
کاربران: متصدیان معادن
راهنمای نصب: این فایل، بطور خودکار باز می شود و برنامه نصب را اجرا می کند.
یک پیش پردازنده است که ساخت فایل ورودی برای برنامه LAMODEL را آسان می سازد. این نرم افزار تمامی پارامترهای عددی ورودی برای LAMODEL را قبول می کند و امکان ورودی گرافیکی کدهای ماده برای شبکه لایه ها را می دهد. همچنین یک راهنمای ماده نیز در ایجاد خواص منطقی برای زغال و زون های تسلیم مناسب بر روی پایه های زغالی کمک می کند.
برای استفاده از این نرم افزار باید نرم افزارهای LAMODEL و LAMPLT را نیز نصب کنید.